L ời nói đầu
2.6.2.Hệthống Raster
Mô hình dữ liệu dạng raster phản ánh toàn bộ vùng nghiên cứu dưới dạng một lưới các ô vuông hay điểmảnh (pixcel). Mô hình raster có các đặc điểm:
- Các điểm được xếp liên tiếp từtrái qua phải và từtrên xuống dưới. - Mỗi một điểmảnh (pixcel) chứa một giá trị.
- Một tập các ma trận điểm và các giá trị tương ứng tạo thành một lớp (layer). - Trong cơsởdữliệu có thể có nhiều lớp.
Mô hình dữ liệu raster là mô hình dữ liệu GIS được dùng tương đối phổ biến trong các bài toán về môi trường, quản lý tài nguyên thiên nhiên.
Mô hình dữ liệu raster chủ yếu dùng để phản ánh các đối tượng dạng vùng là ứng dụng cho các bài toán tiến hành trên các loại đối tượng dạng vùng: phân loại; chồng xếp.
Các nguồn dữliệu xây dựng nên dữliệu raster có thể bao gồm: - Quétảnh
- Ảnh máy bay, ảnh viễn thám - Chuyển từdữliệu vector sang - Lưu trữ dữ liệu dạng raster.
- Nén theo hàng (Run lengh coding).
- Nén theo chia nhỏ thành từng phần (Quadtree). - Nén theo ngữcảnh (Fractal).
Trong một hệ thống dữ liệu cơ bản raster được lưu trữ trong các ô (thường hình vuông) được sắp xếp trong một mảng hoặc các dãy hàng và cột. Nếu có thể, các hàng và cột nên được căn cứvào hệ thống lưới bản đổthích hợp.
Việc sử dụng cấu trúc dữ liệu raster tất nhiên đưa đến một số chi tiết bị mất. Với lý do này, hệ thống raster-based không được sửdụng trong các trường hợp nơi
có các chi tiết có chất lượng cao được đòi hỏi.
Sự biểu thịkết quảbản đồ dưới dạng Raster
2.6.3 Chuyển đổi cơ sở dữ liệu dạng vector và raster
Việc chọn của cấu trúc dử liệu dưới dạng vector hoặc raster tuỳ thuộc vào yêu cầu của người sử dụng, đối với hệ thống vector, thì dữ liệu được lưu trữ sẽ
chiếm diện tích nhỏ hơn rất nhiều so với hệ thống raster, đồng thời các đường contour sẽ chính xác hơn hệ thống raster. Ngoài ra cũng tuỳ vào phần mềm máy
tính đang sử dụng mà nó cho phép nên lưu trữ dữ liệu dưới dạng vector hay raster.
Tuy nhiên đối với việc sử dụng ảnh vệ tinh trong GIS thì nhất thiết phải sử dụng
dưới dạng raster.
Một số công cụ phân tích của GIS phụ thuộc chặt chẽ vào mô hình dữ liệu raster, do vậy nó đòi hỏi quá trình biến đổi mô hình dữ liệu vector sang dữ liệu raster, hay còn gọi là raster hoá. Biến đổi từ raster sang mô hình vector, hay còn gọi là vector hoá, đặc biệt cần thiết khi tự động quét ảnh. Raster hoá là tiến trình
chia đường hay vùng thành các ô vuông (pixcel). Ngược lại, vector hoá là tập hợp
các pixcel để tạo thành đường hay vùng. Nết dữ liệu raster không có cấu trúc tốt, thí dụ ảnh vệ tinh thì việc nhận dạng đối tượng sẽ rất phức tạp.
Nhiệm vụ biến đổi vector sang raster là tìm tập hợp các pixel trong không gian raster trùng khớp với vị trí của điểm, đường, đường cong hay đa giác trong
biểu diễn vector. Tổng quát, tiến trình biến đổi là tiến trình xấp xỉ vì với vùng
không gian cho trước thì mô hình raster sẽchỉcó khả năng địa chỉhoá các vịtrí toạ độ nguyên. Trong mô hình vector, độ chính xác của điểm cuối vector được giới hạn bởi mật độ hệ thống toạ độ bản đồ còn vị trí khác của đoạn thẳng được xác
định bởi hàm toán học.
Sự chuyển đổi dữliệu giữa raster và vector
CHƯƠNG 3: ƯU, NHƯỢC ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ GIS TẠI VIỆT NAM
3.1 Ưu điểm và nhược điểm của công nghệGIS
3.1.1 Ưu điểm
Việc sử dụng GIS trong việc nghiên cứu, ứng dụng so với các phương tiện (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
cổ điển đãđem lại nhiều lợi ích cho con người, giúp con người thực hiện côngviệc
của mình dễ dàng, thuận tiện hơn và chi phí ít hơn.
Ví dụ: Tìm vị trí đặt một điểm kinh doanh mới, hoặc đưa ra một tuyến đường tốt nhất cho các phương tiện cứu hộ, giải quyết các vấn đề tại địa phương,
GIS sẽ cho bạn khả năng lập bản đồ, tổng hợp thông tin, thể hiện các tình huống,
giải quyết các vấn đề rắc rối, thực hiện các ý tưởng hữu ích, và phát triển các giải
pháp hữu hiệu mà trước đây chưa từng có.
GIS là một công cụ khá mạnh trong việc lưu trữ và diễn đạt dữ liệu đặc biệt
là dữ liệu bản đồ. Chúng có thể xuất ra kết quả ở những dạng khác nhau như các
bản đồ, biểu đồ thống kê…
GIS giúp tiết kiệm chi phí và thời gian trong việc lưu trữ dữ liệu. Có thể thu
thập và lưu trữ dữ liệu với số lượng lớn. Số liệu lưu trữ có thể được quản lý, cập
nhật, chỉnh sửa một cách dễ dàng. Dễ dàng truy cập, phân tích dữ liệu từ nhiều
nguồn và nhiều loại khác nhau.
- GIS có khả năng cập nhật thông tin không gian một cách dễ dàng.
- Tổng hợp hiệu quả nhiều tập hợp dữ liệu thành một cơ sở dữ liệu kết hợp. Hai ưu điểm nổi bật nhất đó là:
a. Khả năng chồng lấp bản đồ(Map Overlaying)
Việc chồng lắp các bản đồ trong kỹ thuật GIS là một khả năng ưu việt của
GIS trong việc phân tích các số liệu thuộc về không gian, để có thể xây dựng thành một bản đồ mới mang các đặc tính hoàn toàn khác với bản đồ trước đây.
Nguyên lý khi chồng lấp các bản đồ
Một ví dụtrong việc chồng lấp các bản đồ.
b. Khả năng phân loại thuộc tính (Reclassification)
Một trong những điểm nổi bật trong tất cả các chương trình GIS trong việc
phân tích các thuộc tính số liệu thuộc về không gian là khả năng của nó để phân
loại các thuộc tính nổi bật của bản đồ. Nó là một quá trình nhằm chỉ ra một nhóm
thuộc tính thuộc về một cấp nhóm nào đó. Một lớp bản đồ mới được tạo ra mang
giá trị mới, mà nó được tạo thành dựa vào bản đồ trước đây.
Việc phân loại bản đồ rất quan trọng vì nó cho ra các mẫu khác nhau. Một
trong những điểm quan trọng trong GIS là giúp để nhận biết được các mẫu đó. Đó
có thể là những vùng thích nghi cho việc phát triển đô thị hoặc nông nghiệp mà hầu hết được chuyển sang phát triển dân cư. Việc phân loại bản đồ có thể được
thực hiện trên 1 hay nhiều bản đồ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Một ví dụtrong việc phân loại lại một bản đồ.
3.1.2 Nhược điểm
Ngoài những ưu điểm như đã nêu thì việc sử dụng công nghệ GIS cũng có
những hạn chế sau:
• Các ứng dụng GIS đòi hỏi rất cao về việc xây dựng dữ liệu ban đầu, công việc này đòi hỏi nhiều kiến thức về kỹ thuật máy tính và yêu cầu lớn về
nguồn tài chính ban đầu.
• Đồ họa trong các ứng dụng GIS khá cao nên các ứng dụng GIS đòi hỏi các cấu hình máy tính khá mạnh dẫn đến chi phí cho việc trang bị, lắp đặt các thiết bịvà phần mềm về GIS rất cao.
• Bản quyền phần mềm và chi phí vận hành rất cao.
3.2 Ứng dụng của công nghệ GIS trong các ngành
Vì GIS được thiết kế như một hệ thống chung để quản lý dữ liệu không
gian, nó có rất nhiều ứng dụng trong việc phát triển đô thị và môi trường tự nhiên
như là: quy hoạch đô thị, quản lý nhân lực, nông nghiệp, điều hành hệ thống công
ích, lộ trình, nhân khẩu, bản đồ, giám sát vùng biển, cứu hoả và bệnh tật. Trong
phần lớn lĩnh vực này, GIS đóng vai trò như là một công cụ hỗ trợ quyết định cho
việc lập kế hoạch hoạt động.
3.2.1 Môi trường
Theo những chuyên gia GIS kinh nghiệm nhất thì có rất nhiều ứng dụng đã phát triển trong những tổ chức quan tâm đến môi trường. Với mức đơn giản nhất
thì người dùng sử dụng GIS để đánh giá môi trường, ví dụ như vị trí và thuộc tính
của cây rừng. Ứng dụng GIS với mức phức tạp hơn là dùng khả năng phân tích của GIS để mô hình hóa các tiến trình xói mòn đất sư lan truyền ô nhiễm trong môi trường khí hay nước, hoặc sự phản ứng của một lưu vực sông dưới sự ảnh hưởng
của một trận mưa lớn. Nếu những dữ liệu thu thập gắn liền với đối tượng vùng và
ứng dụng sử dụng các chức năng phân tích phức tạp thì mô hình dữ liệu dạng ảnh (raster) có khuynh hướng chiếm ưu thế.
3.2.2 Khí tượng thuỷ văn
Trong lĩnh vực này GIS được dùng như là một hệ thống đáp ứng nhanh,
phục vụ chống thiên tai như lũ quét ở vùng hạ lưu, xác định tâm bão, dự đoán các
luồng chảy, xác định mức độ ngập lụt, từ đó đưa ra các biện pháp phòng chống kịp
thời... vì những ứng dụng này mang tính phân tích phức tạp nên mô hình dữ liệu
không gian dạng ảnh (raster) chiếm ưu thế. Dung VP
3.2.3 Nông nghiệp
Những ứng dụng đặc trưng: Giám sát thu hoạch, quản lý sử dụng đất, dự
báo về hàng hoá, nghiên cứu về đất trồng, kế hoạch tưới tiêu, kiểm tra nguồn nước. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.2.4 Dịch vụtài chính
GIS được sử dụng trong lĩnh vực dịch vụ tài chính tương tự như là một ứng dụng đơn lẻ. Nó đã từng được áp dụng cho việc xác định vị trí những chi
nhánh mới của Ngân hàng. Hiện nay việc sử dụng GIS đang tăng lên trong lĩnh vực
này, nó là một công cụ đánh giá rủi ro và mục đích bảo hiểm, xác định với độ chính xác cao hơn những khu vực có độ rủi ro lớn nhất hay thấp nhất. Lĩnh vực này
đòi hỏi những dữ liệu cơ sở khác nhau như là hình thức vi phạm luật pháp, địa chất
học, thời tiết và giá trị tài sản.
3.2.5 Y tế
Ngoại trừ những ứng dụng đánh giá, quản lý mà GIS hay được dùng, GIS còn có thể áp dụng trong lĩnh vực y tế. Ví dụ như, nó chỉ ra được lộ trình nhanh nhất giữa vị trí hiện tại của xe cấp cứu và bệnh nhân cần cấp cứu, dựa trêncơ sở dữ
liệu giao thông. GIS cũng có thể được sử dụng như là một công cụ nghiên cứu dịch
bệnh để phân tích nguyên nhân bộc phát và lây lan bệnh tật trong cộng đồng.
3.2.6 Chính quyền địa phương
Chính quyền địa phương là một trong những lĩnh vực ứng dụng rộng lớn
nhất của GIS, bởi vìđây là một tổ chức sử dụng dữ liệu không gian nhiều nhất. Tất
cả các cơ quan của chính quyền địa phương có thể có lợi từ GIS. GIS có thể được
sử dụng trong việc tìm kiếm và quản lý thửa đất, thay thế cho việc hồ sơ giấy tờ
hiện hành. Nhà cầm quyền địa phương cũng có thể sử dụng GIS trong việc bảo dưỡng nhà cửa và đường giao thông. GIS còn được sử dụng trong các trung tâm điều khiển và quản lý các tình huống khẩn cấp.
3.2.7 Bán lẻ
Phần lớn siêu thị vùng ngoại ô được xác định vị trí với sự trợ giúp của GIS. GIS thường lưu trữ những dữ liệu về kinh tế-xã hội của khách hàng trong một vùng nào đó. Một vùng thích hợp cho việc xây dựng môt siêu thị có thể được tính
toán bởi thời gian đi đến siêu thị, và mô hình hoá ảnh hưởng của những siêu thị Dung VP
cạnh tranh. GIS cũng được dùng cho việc quản lý tài sản và tìm đường phân phối
hàng ngắn nhất.
3.2.8 Giao thông
GIS có khả năng ứng dụng đáng kể trong lĩnh vực vận tải. Việc lập kế
hoạch và duy trì cở sở hạ tầng giao thông rõ ràng là một ứng dụng thiết thực, nhưng giờ đây có sự quan tâm đến một lĩnh vực mới là ứng dụng định vị trong vận
tải hàng hải, và hải đồ điện tử. Loại hìnhđặc trưng này đòi hỏi sự hỗ trợ của GIS.
3.2.9 Các dịch vụ khác như: điện, nước, gas, điện thoại...
Những công ty trong lĩnh vực này là những người dùng GIS linh hoạt
nhất, GIS được dùng để xây dựng những cơ sở dữ liệu là cái thường là nhân tố của
chiến lược công nghệ thông tin của các công ty trong lĩnh vự này. Dữ liệu vecto thường được dùng trong các lĩnh vực này. những ứng dụng lớn nhất trong lĩnh vực
này là Automated Mapping và Facility Management (AM-FM). AM-FM được dùng để quản lý các đặc điểm và vị trí của các cáp, valve... Những ứng dụng này (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
đòi hỏi những bản đồ số với độ chính xác cao. Dung VP
3.3 Sự phát triển và các ứng dụng của công nghệ GIS ở Việt Nam 3.3.1 Sự phát triển công nghệGIS ở Việt Nam
Công nghệ GIS được ra đời trong những năm 60 và bắt đầu được sử dụng ở
Việt Namkhoảng 10 năm.GIS đã bùng phát từ nhu cầu thực tiễn. Tất cả các ngành
như quy hoạch, quản lý tài nguyên và môi trường, quản lý đô thị, giao thông, phòng chống và giảm nhẹ thiên tai, thông tin du lịch; tất cả các cấp từ quốc gia, tỉnh, huyện đến xã, thôn đều có nhu cầu ứng dụng GIS cho các hoạt động điều hành,quảnlý.
Việt Nam đã thực sự vào cuộc với công bố chuẩn quốc gia về lưới chiếu toạ độ VN2000 và phát hành chính thức bản đồ 364 số hoá về địa giới hành chính; thành lập trạm thu ảnh vệ tinh và tháng 3 năm 2008 sẽ phóng vệ tinh. Gần đây, Nhà nước đã thành lập Viện Công nghệ vũ trụ thuộc Viện Khoa học và Công nghệ
VN, ban hành Nghị định 64/2007/NĐ-CP ngày của Chính phủ vềứng dụng CNTT
trong các cơ quan nhà nước và Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành Quyết định
06/2007/QĐ-BTNMT về Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia của thông tin địa lý cơ sở. GIS và các ứng dụng của nó đang phát triển nhanh chóng: các dịch vụ gắn với địa điểm, kết hợp GIS và GPS hiển thị vị trí nhà hàng, khách sạn, tìm đường
được cài vào thiết bị cầm tay (PDA, laptop, mobilephone); các ứng dụng bản đồ
trên web (Google Maps, MapQuest, Yahoo! Maps…), truy cập tự do đến kho dữ
liệu địa lý, đặc biệt là không ảnh, cho phép tạo lập các ứng dụng của riêng mình; nghiên cứu sự biến động các quá trình trên trái đất qua năm tháng (sự mở rộng bờ
cõi trong lịch sử, biến động đường bờ, độche phủ rừng), tác động của biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng.
3.3.2 Ứng dụng của công nghệ GIS ở Việt Nam
a, GPS giúp quản lý tài nguyên dầu mỏ.
Quá trình khai thác tài nguyên dầu mỏ và khí đốt thường đi kèm với nhiều
hậu quả khó tránh như hệ thống thoát nước, sông suối bị ô nhiễm, sự biến mất của cá và động vật hoang dã. Để đảm bảo khai thác vừa phải, không ảnh hưởng đến môi trường và đời sống của người dân quanh khu vực khai thác, các công ty khai
thác dầu mỏ phải sử dụng công nghệ GPS để có những giải pháp toàn diện hơn. Dung VP
Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học của Charvon đã nhập các ảnh vệ
tinh và dữ liệu quan trắc không gian vào hệ thống ArcView GIS để tạo bản đồ cơ
sở của vùng. Họ kiểm tra và hiệu đính các vị trí của các đối tượng cố định như
các giếng dầu và đường giao thông so với số liệu nhận được từ hệ thống định vị
toàn cầu GPS. Những dữ liệu khác, chẳng hạn như vị trí vùng đất ngập nước,
những loài bị đe doạ, dân cư, đều được thêm vào các bản đồ số. Tất cả những dữ
liệu GIS này cùng với các số liệu thăm dò đã giúp xác định vị trí thích hợp nhất để tạo một giếng khoan, đồng thời hỗ trợ tích cực cho các nhà quản lý tài nguyên.
b, GPS giúp định vịvị trí chính xác để khai thác dầu mỏ.
Sử dụng công nghệ GPS/ GIS, các doanh nghiệp khai thác dầu mỏ có thể định
vị và xử lý các dữ liệu bề mặt một cách dễ dàng, cách xa vùng nhậy cảm mà vẫn đảm bảo đạt được những yêu cầu chuyên môn có giá trị của vùng dưới mặt đất.
Các số liệu thu được từ quan trắc địa chấn được thu thập để tạo nên các bản
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});